Equipe MIOPS||Matériaux Innovants pour l’Optique, le Photovoltaïque et le Stockage

Présentation de l'équipe

Les activités de recherche actuelles du groupe MIOPS se déclinent autour des deux thématiques principales que sont les "Matériaux pour l'Optique" et les "Matériaux à Propriétés Magnétiques". Ces deux activités donnent lieu à des collaborations académiques et industrielles.

miopsNos domaines de compétences peuvent se décliner selon cinq axes majeurs qui sont :

  • la synthèse de nouveaux matériaux inorganiques et hybrides organique-inorganique (voie céramique ou chimie douce),
  • la caractérisation structurale de matériaux cristallisés et de vitrocéramiques (détermination structurale sur poudres ou monocristaux, non harmonicité, diffusion résonante, analyses PDF, quantification d'amorphe, etc),
  • la détermination des propriétés optiques de matériaux synthétiques et de matériaux gemmes (absorption optique, luminescence, photoluminescence résolue en temps, Raman),
  • la caractérisation des propriétés magnétiques de solides, et l'identification de la topologie des interactions,
  • l'analyse des caractéristiques physico-chimiques au travers de l'étude de la liaison chimique via le calcul de structures électroniques.

Tous les travaux menés se font avec un souci de rationalisation, la détermination des paramètres physiques qui régissent un phénomène étant un prérequis pour mieux orienter le choix des matériaux à synthétiser.

Thèmes de recherche

  • Pigments intelligents

    • Pigments et absorbeurs UV

      Un pigment absorbe la lumière dans le domaine du visible (400 nm < λ < 800 nm), un absorbeur UV au-delà (λ < 400 nm). Tous deux sont le siège de transitions électroniques qui en fonction de leur positionnement en énergie et de leur intensité donneront lieu à des matériaux colorés à plus ou moins fort pouvoir colorant, leurs caractéristiques colorimétriques pouvant évidement fortement être impactés par leur granulométrie, leur morphologie et le milieu environnant.

      Outre la synthèse de nouveaux matériaux, priorité première de notre activité de recherche, déterminer la nature de ces transitions est indispensable pour pouvoir les modeler à façon et ainsi conduire, de façon raisonnée, à la synthèse du matériau aux propriétés voulues. A ce jour, nous sommes toujours à la recherche de nouveaux pigments pour le remplacement des matériaux à base d'éléments lourds (e.g. plomb, mercure) ou de toxicité avérée (e.g. antimoine, arsenic). Dans ce cadre, la synthèse de matériaux inorganiques ayant une coloration rouge similaire au rouge Ferrari est un Graal. La recherche de nouveaux pigments jaunes est elle aussi toujours d'actualité pour remplacer à terme BiVO4, qui lui même à supplanter CdS. Parallèlement, la découverte de composés vert, bleu, etc se distinguant de leurs compères peut toujours donner lieu à une potentielle industrialisation. Concernant les absorbeurs UV, l'objectif principal est de protéger un tissu humain, un objet en bois ou en plastique du rayonnement solaire sans induire de coloration parasite. C'est là des contraintes antinomiques qui nécessitent souvent une mise en forme des particules choisies très spécifique pour minimiser les phénomènes de diffusion ou l'utilisation de matériaux à faible indice de réfraction (e.g. matériaux hybride organique-inorganique).

      pigm1 pigm2 pigm3
      Pigments rouge et jaune à base de Ce3+

      Corrélation entre absorption et diffusion

      Evolution de l'indice de réfraction en fonction de la capacité du matériau considéré à absorber la lumière

      participants

      Stéphane Jobic (DR), Xavier Rocquefelte (MCF), Martine Bujoli-Doeuff (MC), Rémi Dessapt (MC), Philippe Deniard (DR)

      Publications

      CePS4 Electronic Structure and Optical Properties
      G. Gauthier, S. Jobic, F. Boucher, P. Macaudière, D. Huguenin, J. Rouxel, R. Brec
      Chem. Mater., 10, 2341-2347, 1998

      Investigation of the Origin of the Empirical Relationship between Refractive Index and Density on the basis of First Principles Calculations for the Refractive Indices of various TiO2 Phases
      X. Rocquefelte, G. Goubin, S. Jobic, H.-J. Koo and M.-H. Whangbo
      Inorg. Chem., 43, 2246-2251, 2004

      On the volume-dependence of the index of refraction from the viewpoint of the complex dielectric function and the Kramers-Kronig relation
      X. Rocquefelte, S. Jobic, M. Whangbo
      J. Phys. Chem. B, 110, 2511-2514, 2006

      How does synthesis temperature impact hybrid organic-inorganic molybdate materials design ?
      R. Dessapt, D. Kervern, M. Bujoli-Doeuff, P. Deniard, S. Jobic
      Inorg. Chem., 49, 11309-11316, 2010

      collaborations
      • Institut de Chimie de la Matière Condensée de Bordeaux
      • Department of Chemistry, North Carolina State University, Raleigh (USA)
      ANR et contrats
      • Contrats industriels avec Rhodia Electronics & Catalysis et Lapeyre
      • Contrat académique "Réseau de recherche d'Innovation Technologiques Matériaux et Procédés"
    • Thermochromes et Tribochromes

      Un matériau X-chrome est un matériau qui change de couleur sous l'effet d'une excitation extérieure, la température ou la pression par exemple. Dans ces deux cas, les deux stimuli vont modifier les distances interatomiques et donc induire une redistribution du nuage électronique au sein du matériau d'où son changement de coloration eu égard à une modification du positionnement en énergie des transitions optiques mises en jeu. Thermochromisme et tribochromisme (ou piézochromisme) vont souvent de paire puisqu'un matériau se dilate si la température s'élève et se contracte sous l'effet d'une pression. Notons que température et pression peuvent également conduire à des transitions du 1er ordre avec apparition d'un nouveau type structural pour un stimulus d'intensité précise. Le changement de coloration peut alors être brutal. Notre objectif est de comprendre l'origine de la couleur dans les matériaux synthétisés et de prédire autant ce peu les changements de couleur dans des gammes de températures données.

       thermo1 thermo2   thermo3

      Passage du rouge au vert par chauffage
      et du vert au rouge par refroidissement
      (ou simple pression du doigt à température ambiante)
      du matériau CuMo0.9W0.1O4

      Evolution de la couleur de
      CuMo0.9W0.1O4 lors d'un broyage à la main

      Effet de la concentration atomique
      en chrome dans une matrice alumine
      (Al2-xCrxO3) sur la température de transition
      du rouge au vert. Corrélation avec le
      diagramme de Tanabé et Sugano

      participants

      Stéphane Jobic (DR), Xavier Rocquefelte (MCF), Hélène Serier-Brault (MC), Philippe Deniard (DR)

      Publications

      Unprecedented "one finger push" induced phase transition with a drastic color change in an inorganic material
      M. Gaudon, S. Jobic, A. Demourgues, P. Deniard, A-E. Thiry, C. Carbonera, A. Le Nestour, A. Largeteau, J-F Létard
      Adv. Mater., 19, 3517-3519, 2007

      On the cyclability of the thermochromism in CuMoO4 and CuMo0.9W0.1O4
      A.-E. Thiry, M. Gaudon, C. Payen, P. Deniard, X. Rocquefelte, A. Demourgues, M.-H. Whangbo, S. Jobic
      Chem. Mater., 20, 2075-2077, 2008

      How to mimic the thermo-induced red to green transition of ruby with control of the temperature via the use of an organic materials blend?
      M. Gaudon, P. Deniard, L. Voisin, G. Lacombe, F. Darnat, A. Demourgues, J-L. Périllon, S. Jobic
      Dyes and Pigments, 95, 344-350, 2012

      Thermochromism in Yttrium Iron Garnet Compounds
      H. Serier-Brault, L. Thibault, M. Legrain, P. Deniard, X. Rocquefelte, P. Leone, J-L. Perillon, S. Le Bris, J. Waku, S. Jobic
      Inorganic Chemistry, 53(23), 12378-12383 (2014).

      collaborations

      Institut de Chimie de la Matière Condensée de Bordeaux

      ANR et contrats

      Contrats industriels avec l'entreprise Seb-Tefal

    • Matériaux transparents conducteurs de type p

      Un matériau transparent conducteur (MTC) est un solide qui n'absorbe pas la lumière visible (gap > à 3eV) et qui présente une bonne conductivité électrique. De tels matériaux sont utilisés dans les écrans plats, les vitrages à faible émissivité, les pare-brises dégivrants, les écrans antistatiques et/ou antireflets, les diodes... Au laboratoire, nous nous intéressons plus spécifiquement à la synthèse de nanoparticules de MTC pour des applications en cellules solaires à colorant fonctionnant sur le principe inverse à celui des cellules de Grätzel. Dans ce cadre, nous sommes à la quête de matériaux avec une grande surface spécifique (pour favoriser l'adsorption de colorants et donc un courant photogénéré élevé) et une bande de valence la plus profonde en énergie (pour accroître les tensions en circuit ouvert). En parallèle, nous menons des activités sur la stabilisation d'oxydes de zinc de type p avec des applications potentielles dans le domaine de l'électronique transparente. Ces deux activités bénéficient de financements ANR.

      tco1  tco2   tco3
      Représentation schématique
      d’une cellule à colorant de type p
      Nanostructuration de toute sorte de
      matériaux transparents

      conducteurs de type p
      Caractérisation électrochimique et
      photo-électrochimique d’oxydes de zinc
       préparés à 250°C, 500°C et 900°C avec ZnO2
      pour précurseur. Seul le premier est
      de type p et ce sur des périodes supérieures à 2 ans ½.
      participants

      Stéphane Jobic (DR), Laurent Cario(DR) (Equipe PMN), M. Bujoli-Doeuff (MC)

      Publications

      Tuning the size and color of the p-Type wide band gap Delafossite semiconductor CuGaO2 with an Ethylene glycol assisted Hydrothermal synthesis
      R. Srinivasan, B. Chavillon, C. Doussier-Brochard, L. Cario, M. Paris, E. Gautron, P. Deniard, S. Jobic
      J. Mater. Chem., 18, 5647-5653, 2008

      p-type nitrogen doped ZnO nanoparticles stable over two years in ambient conditions
      B. Chavillon, L. Cario, A. Renaud, F. Tessier, F. Cheviré, M. Boujtita, Y. Pellegrin, E. Blart, A. Smeigh, L. Hammarström, F. Odobel, S. Jobic
      J. Am. Chem. Soc., 134, 464-470, 2012

      CuGaO2: a promising alternative for NiO in p-type dye solar cells
      A. Renaud, B. Chavillon, L. Lepleux, Y. Pellegrin, E. Bart, M. Boujtita, Thierry Pauporté, L. Cario, S. Jobic, F. Odobel
      J. Mater. Chem., 22, 14353-14356, 2012

      Origin of the black color of NiO used as photocathode in p-type dye sensitized solar cells
      A. Renaud, B. Chavillon, L. Cario, L. Le Pleux, N. Szuwarski, Y. Pellegrin, E. Blart, E. Gautron, F. Odobel, S. Jobic
      J. Phys. Chem. C, 17, 22478-22483, 2013

      Impact of Mg doping on performances of CuGaO2 based p-type dye-sensitized solar cells
      A. Renaud, L. Cario, P. Deniard, E. Gautron, X. Rocquefelte, Y. Pellegrin, E. Blart, F. Odobel, S. Jobic
      J. Phys. Chem. C, 118, 54-59, 2014

      collaborations
      ANR et contrats

      ANR POSITIF (2013-2017), ANR ZnO-typé-p (2013-2017)

      Financement régional: Perle, Perle2

      logoANR      PDL Institutionnel
    • Matériaux gemmes

      Les matériaux gemmes sont connus pour leur éclat (diamant), leur couleur (rubis, émeraude) et leur pureté. D'une façon générale, nous cherchons à comprendre les propriétés de ces matériaux optiques exceptionnels, à forte valeur ajoutée, et à faire la différence entre les vrais et les différents niveaux de « faux ». Nous nous intéressons à l'origine de leur couleur, qui fait souvent leur valeur et peut être parfois « améliorée » en laboratoire. On trouve même des gemmes naturellement thermochromes (diamants caméléons) et photochromes (sodalite hackmanite). La luminescence, très sensible aux faibles concentrations de défauts, permet de déceler des traitements en laboratoire parfois proches des processus naturels, notamment pour le diamant incolore. Les spectroscopies optiques et l'observation, non destructives, sont nos méthodes d'investigation privilégiées.

      gemmes1 gemmes2 gemmes3

      La luminescence orange des saphirs (Al2O3)
      aux ultraviolets courts (254 nm)
      est due à un centre à trou, tandis que la couleur
      bleue est émise par des groupements titanates

      La variété photochromique naturelle
      du minéral sodalite,
      l'hackmanite, passe d'incolore à
      pourpre foncé sous les ultraviolets,
      grâce à des traces de soufre

      Les diamants jaunes de type Ib naturels
      correspondent tous à une morphologie de
      croissance particulière, les cubes rentrants,
      qui sont aussi riches en H

      participants
      • Emmanuel FRITSCH (PR), Benjamin RONDEAU (LPGN)
      • Thomas HAINSCHWANG (doctorant). Diamants de type Ib : relation entre propriétés physiques et gemmologiques des diamants contenant de l'azote isolé
      • HaiAn NGUYEN BUI (doctorante). Provenance géographique des matériaux gemmes: revue critique des données physiques, chimiques et géologiques, et compléments expérimentaux.
      Publications

      Gemology, the emerging science of gems
      Fritsch E., Rondeau B.. Elements 5 , 147-152 (2009)


      Chapter 13: Raman spectroscopy applied to gemology. In "Raman Spectroscopy applied to Earth Sciences and cultural heritage"
      Fritsch E., Rondeau B., Hainschwang T., Karampelas S., EMU Notes in Mineralogy, 12, 453–488 (2012)


      Luminescence spectroscopy and microscopy applied to the study of gem materials: a case study of C centre containing diamonds.
      Hainschwang T, Karampelas S., Fritsch E., Notari F. Mineralogy and Petrology, 107-3, 393-413 (2013)


      The origin of color in natural C center bearing diamonds.
      Hainschwang T, Fritsch E., Notari F., Rondeau B., Katrusha A. Diamond & Related Materials 39, 27-40 (2013)

      collaborations
      • LPGN, Université de Nantes, France
      • GGTL, Genève, Suisse
      • Gübelin Gem Lab, Lucerne, Suisse
      • Laboratoire Français de Gemmologie et UFBJOP, Paris, France
      • Opalinda, Strasbourg, France
      ANR et contrats

      Conseil scientifique & ingénierie de formation, Laboratoire Français de Gemmologie, Paris, France.

  • Matériaux à propriétés photoinduites

    • Matériaux photovoltaïques

      Dans le domaine de l'énergie photovoltaïque, de grands espoirs reposent sur l'utilisation de cellules en couches minces pour atteindre des coûts compétitifs comparés à ceux des énergies fossiles. Un certain nombre de chalcogénures ont des propriétés de semi-conducteurs qui en font de bons candidats comme absorbeurs dans ces dispositifs. Notre groupe réalise l'étude approfondie de la cristallochimie de ces composés tel que Cu(In,Ga)Se2 et Cu2ZnSnS4 et plus généralement participe à la mise en évidence de nouveaux chalcogénures photovoltaïques. L'idée principale de ce travail est la mise en évidence de la relation entre la structure de ces composés et leurs propriétés photovoltaïques.

      photov1           ENphotov2
      participants
      • Catherine Guillot-Deudon (IR), Alain Lafond (PR), Xavier Rocquefelte (MC), Philippe Deniard (DR), Stéphane Jobic (DR), Paris Michaël (IR), Sylvie Harel (MC)
      • Pierre Bais : "Investigation cristallochimique avancée des composés photovoltaïques dérivés de Cu2ZnSnS4"
      Publications

      Crystal Structures of Photovoltaic Chalcogenides, an Intricate Puzzle to Solve: the Cases of CIGSe and CZTS Materials
      A. Lafond, L. Choubrac, C. Guillot-Deudon, P. Deniard, S. Jobic
      Z. Anorg. Allg. Chem. 638 (2012) 2571–2577.

      A low-temperature order-disorder transition in Cu2ZnSnS4 thin films
      J.J.S. Scragg, L. Choubrac, A. Lafond, T. Ericson, C. Platzer-Björkman
      Applied Physics Letters. 104 (2014) 041911.

      X-ray resonant single-crystal diffraction technique, a powerful tool to investigate the kesterite structure of the photovoltaic Cu 2 ZnSnS 4 compound
      A. Lafond, L. Choubrac, C. Guillot-Deudon, P. Fertey, M. Evain, S. Jobic
      Acta Crystallographica Section B Structural Science, 70 (2014) 390–394.

      Surface composition deviation of Cu2ZnSnS4 derivative powdered samples
      S. Harel, C. Guillot-Deudon, L. Choubrac, J. Hamon, A. Lafond
      Applied Surface Science. 303 (2014) 107–110.

      Solid-State NMR and Raman Spectroscopy To Address the Local Structure of Defects and the Tricky Issue of the Cu/Zn Disorder in Cu-Poor, Zn-Rich CZTS Materials
      M. Paris, L. Choubrac, A. Lafond, C. Guillot-Deudon, S. Jobic
      Inorg. Chem. 53 (2014) 8646–8653.

      Crystal chemistry and optical investigations of the Cu2Zn(Sn,Si)S4 series for photovoltaic applications
      M.Hamdi, A. Lafond, C. Guillot-Deudon, F. Hlel, M. Gargouri and S. Jobic
      Accepted in Journal of Solid State Chemistry (2014)

      collaborations

      IRDEP / EDF R&D Technologies du solaire - 6 quai Watier
      78400 Chatou - FRANCE

      Ångström Solar Center - Uppsala University
      751 21 Uppsala - SWEDEN

      ANR et contrats
      • ANR BB-CIGSe 2007-2009
      • ANR NovACEZ 2011-2014
    • Nouveaux photocatalyseurs plasmoniques actifs dans le visible

      Les nanostructures hybrides Ag@oxydes métalliques sont des photocatalyseurs plasmoniques qui combinent la résonance plasmon de surface des nanoparticules d'argent à des transferts électroniques photo-induits dans le semi-conducteur métallique qui les supporte. Ces matériaux sont actuellement très recherchés pour leurs applications prometteuses dans les domaines de la photo-décomposition de l'eau, la dégradation de polluants organiques émergents ou la décontamination bactérienne. Nous développons une nouvelle stratégie de synthèse de nanostructures plasmoniques par photodéposition « tout-solide » à partir de polyoxométallates d'argent photostimulables. Ainsi, le nanocomposite 1D Ag@Ag<sub< a="">>2Mo3O10•2H2O (Figure 1) est généré in-situ par irradiation UV faible puissance de nanofils de Ag2Mo3O10•2H2O obtenus selon une nouvelle voie de synthèse à pression atmsophérique. Les nanoparticules d'argent homogène en taille (environ 10 nm) sont photogénérées à la surface du semi-conducteur nanostructuré selon un mécanisme de formation qui fait intervenir la réduction concomitante des ions Ag+ et Mo6+. Cette stratégie originale constitue une alternative prometteuse aux méthodes classiques de photodéposition qui font intervenir une interface solide-liquide.

      photoca
      Figure 1 (a) Image MET de la nanostructure hybride Ag@Ag<sub<; a="">>2Mo3O10•2H2O. (b) Caractérisation des nanoparticules d'argent métallique (rouge)
      et des nanofils Ag2Mo3O10•2H2O (bleu) par spectroscopie de perte d'énergie des électrons (EELS). (c) Activité photocatalytique du nanocomposite
      Ag@Ag<sub< a="">>2Mo3O10•2H2O dans le visible lors de la dégradation de la Rhodamine B en solution aqueuse.
      participants
      • Rémi Dessapt (MC), Hélène Serier-Brault (MC), Stéphane Jobic (DR)
      • Khadija Hakouk, Synthèse, caractérisation et photo-réactivité de polyoxométallates inorganiques et hybrides organique-inorganique, thèse soutenue le 5 décembre 2013
      Publications

      Novel Soft-Chemistry Route of Ag2Mo3O10•2H2O Nanowires and In Situ Photogeneration of a Ag@Ag<sub< a="">>2Mo3O10•2H2O Plasmonic Heterostructure
      K. Hakouk, P. Deniard, L. Lajaunie, C. Guillot-Deudon, S. Harel, Z. Wang, B. Huang, H.-J. Koo, M.-H. Whangbo, S. Jobic, R. Dessapt, Inorg. Chem., 52, 6440 (2013)

      collaborations
      • Baibiao Huang, Zeyan Wang, State Key Lab of Crystal Materials, Shandong University, Jinan (China)
      • Hyun-Joo Koo, Department of Chemistry and Research Institute for Basic Sciences, Kyung Hee University, Seoul, Republic of Korea
      • Myung-Hwan Whangbo, Department of Chemistry, North Carolina State University, Raleigh (USA)
    • Matériaux photochromes

      Le groupe MIOPS est spécialisé dans l'élaboration de nouveaux matériaux hybrides organique-inorganiques photochromes à l'état solide, qui trouvent des applications technologiques comme pigments intelligents (lunetterie, cosmétique, packaging, vitrage, sonde de détection UV), et sont actuellement très recherchés dans le domaine de la photonique, pour le stockage optique haute densité de l'information. Ces systèmes sont composés de polyoxométallates (POMs) - oxydes moléculaires anioniques de métaux de transition (Mo, W, V, Nb) - associés à une grande diversité de molécules organiques. A l'état solide, ces matériaux développent des propriétés photo-induites remarquables qui couplent la génération de paires excitoniques dans le POM, à des transferts électroniques - et parfois atomiques - à l'interface POM/contre-ions.

      photochr1

      Systèmes hybrides photoactifs POM/organoammonium (a), POM/sulfonium (b), POM/spiropyrane (c), et POM/spironaphthoxazine (d)

      Thématiques développées

      • Systèmes hybrides Polyoxométallates/Organoammonium

        L'assemblage des POMs avec des cations organoammoniums (COA) conduit à des architectures hybrides cristallisées dans lesquelles l'interface organique-inorganique s'établit au travers de réseaux de liaisons hydrogène (Figure 1a). Le photochromisme résulte de la photoréduction du POM assistée par la rupture de liaisons N-H du COA et le déplacement réversible d'atomes d'hydrogène radicalaires vers le POM. La teinte photogénérée est accordable en fonction de la composition et de la topologie du POM (Figure 1b). La vitesse de coloration est modulable en changeant la nature du COA et est directement corrélée à l'énergie de rupture homolytique de la liaison N-H (Figure 1c).

        t1a

        t1bt1c

        publications

        Polyoxomolybdate Bisphosphonate Heterometallic Complexes: Synthesis, Structure, and Activity on a Breast Cancer Cell Line
        A. Saad, W. Zhu, G. Rousseau, P. Mialane, J. Marrot, M. Haouas, F. Taulelle, R. Dessapt, H. Serier-Brault, E. Rivière, T. Kubo, E. Oldfield, A. Dolbecq, Chem. Eur. J. (2015) DOI: 10.1002/chem.201406565

        Fully Oxidized and Mixed-Valent Polyoxomolybdates Structured by Bisphosphonates with Pendant Pyridine Groups: Synthesis, Structure and Photochromic Properties
        O. Oms, T. Benali, J. Marrot, P. Mialane, M. Puget, H. Serier-Brault, P. Deniard, R. Dessapt, A. Dolbecq, Inorganics 3, 279 (2015)

        Molybdenum Bisphosphonates with Cr(III) or Mn(III) Ions
        A. Saad, G. Rousseau, H. El Moll, O. Oms, P. Mialane, J. Marrot, L. Parent, I.-M. Mbomekallé, R. Dessapt, A. Dolbecq J. Clust. Sci. 25, 795 (2014)

        Tuning the Photochromic Properties of Molybdenum Bisphosphonate Polyoxometalates
        H. El Moll, A. Dolbecq, I. Mbomekalle, J. Marrot, P. Deniard, R. Dessapt, P. Mialane, Inorg. Chem. 51, 2291 (2012)

        New Hybrid Layered Molybdates Based on 2/∞[MonO3n+1]2- Units (n = 7, 9) with Systematic Organic-Inorganic Interfaces
        M. Bujoli-Doeuff, R. Dessapt, P. Deniard, S. Jobic, Inorg. Chem. 51, 142 (2012)

        Smart Heterostructures for Tailoring the Optical Properties of Photochromic Hybrid Organic-Inorganic Polyoxometalates
        R. Dessapt, M. Gabard, M. Bujoli-Doeuff, P. Deniard, S. Jobic, Inorg. Chem. 50, 5671 (2011)

        How Does the Synthesis Temperature Impact Hybrid Organic-Inorganic Molybdate Material Design?
        R. Dessapt, D. Kervern, M. Bujoli-Doeuff, P. Deniard, M. Evain, S. Jobic, Inorg. Chem. 49, 11309 (2010)

        Kinetics of Coloration in Photochromic Organoammonium Polyoxomolybdates
        R. Dessapt, M. Collet, V. Coué, M. Bujoli-Doeuff, S. Jobic, C. Lee, M.-H. Whangbo, Inorg. Chem. 48, 574 (2009)

        Reinvestigation of hybrid organic-inorganic materials based on molybdate and piperazininum cations: Influence of the synthesis conditions on the chemical composition and characterizations of the photochromic properties
        V. Coué, R. Dessapt, M. Bujoli-Doeuff, M. Evain, S. Jobic, J. Solid State Chem. 180, 1116 (2008)

        Synthesis, Characterizations and Photochromic Properties of Hybrid Organic-Inorganic Materials Based on Molybdate, DABCO and Piperazine
        V. Coué, R. Dessapt, M. Bujoli-Doeuff, M. Evain, S. Jobic, Inorg. Chem. 46, 2824 (2007)

        Commensurate (H2DABCO)2[Mo8O26].4H2O and incommensurate (H2DABCO)2[Mo8O26].4.66H2O : a structural versatility linked to solvent content
        M. Evain, V. Petricek, V. Coué, R. Dessapt, M. Bujoli-Doeuff, S. Jobic, Acta Cryst. B62, 790 (2006)

        Synthesis and characterization of two new photochromic organic-inorganic hybrid materials based on isopolyoxomolybdate : (HDBU)3(NH4)[β-Mo8O26].H2O and (HDBU)4[δ-Mo8O26].
        V. Coué, R. Dessapt, M. Bujoli-Doeuff, M. Evain S. Jobic, J. Solid. State Chem. 179, 3615 (2006)

      • Systèmes hybrides Polyoxométallates/Sulfonium

        Nous développons actuellement une nouvelle famille de matériaux hybrides photochromes à l'état solide en associant les POMs avec des cations sulfoniums, par assemblage supramoléculaire ou par greffage covalent (collaboration avec l'Institut Lavoisier de Versailles). A l'image des matériaux Rb0.75(NH4)5.25[(Mo3O8)2O(O3PC(CH2S(CH3)2)OPO3)2]•8H2O (Mo6(Sulf)2) et (Me3S)4[Mo8O26] (Mo8(Sulf)4) (Figure 2), la couleur photogénérée sous irradiation UV faible puissance est accordable en fonction de la nature du POM. Cependant, contrairement aux systèmes POM/COA, le photochromisme des hybrides POM/sulfonium ne nécessite aucun déplacement atomique à l'interface organique-inorganique, et met en jeu un nouveau mécanisme dans lequel la photoréduction du POM est directement couplée au transfert électronique de la paire libre du sulfonium.

        t2
        publications

        Sulfonium Polyoxometalates: A New Class of Solid State Photochromic Hybrid Organic-Inorganic Materials
        K. Hakouk, O. Oms, A. Dolbecq, H. El Moll, J. Marrot, M. Evain, F. Molton, C. Duboc, P. Deniard, S. Jobic, P. Mialane, R. Dessapt, Inorg. Chem. 52, 555 (2013)

      • Systèmes hybrides bistables Polyoxométallates/Spiropyranes

        Le couplage des POMs avec des molécules organiques photoactives types spiropyranes ou dérivés a récemment ouvert la voie à des nouveaux systèmes hybrides aux propriétés photochromiques, multi-photochromiques et électrochromiques exaltées à l'état solide. Ces travaux sont menés en collaboration avec l'Institut Lavoisier de Versailles, dans le cadre de d'un programme de recherche visant à développer des nouveaux dispositifs pour le stockage optique haute densité de données. Nous développons des assemblages supramoléculaires qui associent les POMs à des entités spiropyranes (SP) cationiques, à l'image du matériau (SP)4[Mo8O26]•2CH3CN (Figure 3). Ces systèmes bistables présentent des contrastes de coloration remarquablement élevés, et la vitesse de photo-commutation du spiropyrane est modulable en fonction de la nature du POM et de l'architecture du réseau hybride.

        t3b

        Parallèlement, nous étudions la photoréactivité de matériaux bistables originaux obtenus en fonctionnalisant des POMs par des dérivés spiropyranes et spironaphthoxazines neutres (Figure 4). Le greffage permet d'exalter les propriétés photochromiques de molécules organiques initialement non-photochromes à l'état solide.

        t3b
        publications

        Design and Optical Investigations of a Spironaphthoxazine/Polyoxometalate/Spiropyran Triad
        A. Saad, O. Oms, J. Marrot, A. Dolbecq, K. Hakouk, H. El Bekkachi, S. Jobic, P. Deniard, R. Dessapt, D. Garrot, K. Boukheddaden, R. Liu, G. Zhang, B. Keita, P. Mialane J. Mater. Chem. C 2, 4748 (2014)

        New Photoresponsive Charge-Transfer Spiropyran/Polyoxometalate Assemblies with Highly Tunable Optical Properties
        K. Hakouk, O. Oms, A. Dolbecq, J. Marrot, A. Saad, P. Mialane, H. El Bekkachi, S. Jobic, P. Deniard, R. Dessapt, J. Mater. Chem. C 2, 1628 (2014)

        Photochromic properties of polyoxotungstates with grafted spiropyran molecules
        A. Parrot, G. Izzet, L.-M. Chamoreau,; A. Proust, O. Oms, A. Dolbecq, K. Hakouk, H. El Bekkachi, P. Deniard, R. Dessapt, P. Mialane, Inorg. Chem. 52, 11156 (2013)

        Photo- and Electrochromic Properties of Covalently Connected Symmetrical and Unsymmetrical Spiropyran/Polyoxometalate Dyads
        O. Oms, K. Hakouk, R. Dessapt, P. Deniard, S. Jobic, A. Dolbecq, L. Nadjo, B. Keita, J. Marrot, P. Mialane, Chem. Comm. 48, 12103 (2012)

        Functionalized polyoxometalates with intrinsic photochromic properties and their association with spiropyran cations. J.-D. Compain, P. Deniard, R. Dessapt, A. Dolbecq, O. Oms, F. Sécheresse, J. Marrot, P. Mialane, Chem. Commun 46, 7733 (2010)

      participants
      • Rémi Dessapt (MC)
      • Hélène Serier-Brault (MC)
      • Philippe Deniard (DR)
      • Stéphane Jobic (DR)
      • Patricia Bolle (doctorante), Nouveaux matériaux hybrides photoactifs à l'état solide pour la réalisation de mémoires optiques à haute densité de stockage.
      THÈSES SOUTENUES
      • Khadija Hakouk, Synthèse, caractérisation et photo-réactivité de polyoxométallates inorganiques et hybrides organique-inorganique, thèse soutenue le 5 décembre 2013
      • Mathieu Collet, Synthèse, caractérisation et étude cinétique de coloration de composés hybrides organiques-inorganiques photochromes à base de polyoxomolybdates, thèse soutenue le 16 juin 2010
      • Violaine Coué, Etude de Matériaux Hybrides Organique-Inorganique Photochromiques à Base de Polyoxomolybdates, thèse soutenue le 10 octobre 2008
      collaborations
      • Pierre Mialane, Anne Dolbecq, Olivier Oms Institut Lavoisier (ILV), Université de Versailles Saint-Quentin en Yvelines (France)
      • Véronique Guerchais, Hubert Le Bozec, Julien Boixel, Institut des Sciences Chimiques de Rennes, Université de Rennes
      • Carole Dubocq, Département de Chimie Moléculaire, Institut de Chimie Moléculaire de Grenoble, Université Joseph Fourier Grenoble 1 (France)
      • Myung-Hwan Whangbo, Department of Chemistry, North Carolina State University, Raleigh (USA)
      ANR et contrats
      • ANR-11-BS07-011-01 BIOOPOM 2012-2015
      • Projet HYPODS 2015-2017, financé par la Région Pays de la Loire – RFI LUMOMAT (Thèse Clotilde Menet)
    • Matériaux luminescents

      Un matériau luminescent est un matériau qui émet de la lumière sous l'effet d'une excitation extérieure (rayonnement UV ou bombardement électronique par exemple). Dans ce contexte, nous pouvons distinguer les matériaux dits fluorescents avec des temps de vie de l'état excité compris entre 10-9 et 10-3 s et les matériaux à luminescence persistante (aussi appelée phosphorescence) avec une propension à émettre de la lumière pendant plusieurs minutes voire plusieurs heures après cessation de l'excitation. Dans ces deux cas, nous nous intéressons à la caractérisation du phénomène physique, à son origine et son adaptabilité à l'application recherchée.

      lumi1   lumi2   lumi3

      Emission lumineuse de cinq matériaux
      phosphorescents sous excitation UV (colonne de gauche)
      et une fois l'excitation éteinte
      (enregistrement tous les 5 ')

       

      Luminescence du matériau
      (Ba,Sr)13Al22Si10O66:Eu
      en fonction du taux de Sr
        Photoluminescence résolue
      en temps
      de « quantum dots » de CdSe
      participants

      S. Jobic (DR), P. Deniard (DR), H. Brault (MC), R. Gautier (CR), X. Rocquefelte (PR), E. Faulques (DR), F. Massuyeau (IR)

      Publications

      Temperature and size dependence of time-resolved exciton recombination in ZnO quantum dots,
      I. Musa, F. Massuyeau, L. Cario, J. L. Duvail, S. Jobic, P. Deniard, and E. Faulques, Appl. Phys. Lett. 99, 243112 (2011)

      Mapping emissive channels of quantum dots: Influence of size and environment on energy transfer in the time domain,
      E. Faulques, F. Massuyeau, Q. Wang,D.K. Seo, S. Jobic, Applied Physics Letters, 97, 153111 (2010).

      Site preference of Eu2+ dopants in (BA,Sr)13-xAl22-2xSi10+2xO66 phosphor and its effect on the luminescence properties: Density functional investigation,
      G. Denis, X. Rocquefelte, P. Deniard, M-H. Whangbo, S. Jobic, J. Mater. Chem., 19, 9170-9175, 2009

      Mechanism of phosphorescence appropriate for the long lasting phosphors Eu2+ doped SrAl2O4 with co-dopants Dy3+ and B3+,
      F. Clabau, X. Rocquefelte, S. Jobic, P. Deniard, M.-H. Whangbo, A. Garcia, T. Le Mercier, Chem. Mater., 17, 3904-3912, 2005

      collaborations
      • Institut de Chimie de la Matière Condensée de Bordeaux
      • Laboratoire Onde et Matière, Bordeaux
      • North Carolina State University, Raleigh (USA)
      • Université de Sofia (Bulgarie)
      • Berkeley (USA)
      • University of Warwick (Royaume Uni)
      • Arizona State University (USA)
      ANR et contrats

      Contrats industriels avec Rhodia Electronics & Catalysis

  • Matériaux à propriétés magnétiques

    • Magnétisme de basse dimension, frustration et effets quantiques

      Certains matériaux peuvent être dotés de propriétés magnétiques insolites lorsque ces matériaux ne présentent pas d'ordre magnétique, bien que l'intensité des interactions magnétiques et la taille des cristallites favorisent l'ordre à basse température. L'état alors observé peut être un « liquide de spin » dû à la basse dimension du réseau des interactions, à la frustration, ou à des effets quantiques. Les matériaux que nous étudions, en collaboration avec des équipes de physiciens expérimentateurs ou théoriciens, contiennent des métaux de transition répartis dans la structure cristalline sur un réseau de géométrie particulière (chaînes de spin, réseaux constitués de triangles, par exemple). Les liquides de spins suscitent un intérêt considérable en physique de la matière condensée et offrent des perspectives dans le domaine des systèmes de traitement de l'information quantique.

      nonconv

      Figure - Ordre de Néel, basse dimension et frustration géométrique.

      (a) Ordre de Néel dans un matériau antiferromagnétique (AF). Cet ordre peut-être déstabilisé par les fluctuations thermiques et quantiques associées à la basse dimension du réseau (b : cas d'une chaîne de spin), ou par la frustration des interactions. Dans un triangle (c), par exemple, les trois interactions AF ne peuvent être satisfaites simultanément ; ces interactions sont frustrées par la géométrie. Cette situation se rencontre aussi lorsque les spins forment un réseau constitué de triangles, tel que le réseau kagomé (d), ou de tétraèdres (réseau pyrochlore).

      participants

      Catherine Guillot-Deudon (IR), Christophe Payen (PR), Mélanie Viaud (IE)

      Publications

      Dynamic structure factor (S(Q,ω)) of the S=1 quasi-one dimensional Heisenberg antiferromagnet : neutron scattering study on AgVP2S6
      H. Mutka, C. Payen, P. Molinie, J.L. Soubeyroux, P. Colombet, A.D. Taylor
      Phys. Rev. Lett., 67, 497-500 (1991)

      Evidence of quantum criticality in the doped Haldane system Y2BaNiO5
      C. Payen, E. Janod, K. Schoumacker, C.D. Batista, K. Hallberg, A.A. Aligia
      Phys. Rev. B, 62, 2998-3001 (2000)

      Spin correlations in the pyrochlore slab compounds Ba2Sn2Ga3+xZnCr7-xO22
      P. Bonnet, C. Payen, H. Mutka, M. Danot, P. Fabritchnyi, J. R. Stewart, A. Mellergard, C. Ritter
      Journal of Physics : Condensed Matter, 16, S835 - S842 (2004)

      Neutron spin-echo investigation of slow spin dynamics in kagomé-bilayer frustrated magnets as evidence for phonon assisted relaxation in SrCr9xGa12 9xO19
      H. Mutka, G. Ehlers , C. Payen, D. Bono, J.R. Stewart, P. Fouquet, P. Mendels,J.Y. Mevellec, N. Blanchard, C. Collin
      Phys. Rev. Lett., 97, 047203 (2006)

      Singlet Ground State of the Quantum Antiferromagnet Ba3CuSb2O9
      J. A. Quilliam, F. Bert, E. Kermarrec, C. Payen, C. Guillot-Deudon, P. Bonville, C. Baines, H. Lutkens, P. Mendels
      Phys. Rev. Lett., 109, 117203 (2012)

      collaborations
      • Laboratoire de Physique des Solides, Orsay
      • Institut Louis Néel, Grenoble
      • Institut Laue Langevin, Grenoble
      ANR et contrats

      ANR SPINLIQ 2013-2016

    • Matériaux multiferroïques ou magnétoélectriques

      Nous nous intéressons à des matériaux dont les propriétés diélectriques sont couplées (ou susceptibles d'être couplées) aux propriétés magnétiques. Parmi ces matériaux «magnétoélectriques», certains sont multiferroïques ; un ordre ferroélectrique coexiste alors avec l'ordre magnétique. Les matériaux magnétoélectriques et les multiferroïques ont des applications potentielles dans le domaine des technologies de l'information (stockage de l'information pour les multiferroïques, notamment). Notre démarche expérimentale consiste, à préparer des matériaux, les caractériser, comprendre les propriétés (magnétiques, en particulier) et les relations entre ces propriétés, la composition, la structure cristalline, et la micro-structure ou la morphologie du matériau. Une démarche théorique peut permettre à la fois de comprendre et même de prédire les propriétés des matériaux multiferroïques massifs.

       multif1  multif2  multif3

      Propriétés et ordres magnétiques et diélectriques dans les matériaux massifs

      Le chimiste peut augmenter les températures des transitions magnétiques et ferroélectriques du matériau multiferroïque MnWO4 en substituant le tungstène par le molybdène.

       
      participants
      • Philippe Deniard (DR), Rémi Dessapt (MCF), C. Payen (PR).
      • Pascaline Patureau (doctorante 2012-2015), Synthèse et caractérisation de matériaux à propriétés magnéto-électriques
      • Lynda Meddar (post-doc CNRS 2008-2009)
      Publications

      Incorporation of Jahn-Teller Cu2+ ions into magnetoelectric multiferroic MnWO4 : structural, magnetic and dielectric permittivity properties of MnWO4 by Mo-doping
      P. Patureau, M. Josse, R. Dessapt, J.-Y. Mevellec, F. Porcher, M. Maglione, P. Deniard, C. Payen
      Inorg. Chem. 54, 10623 (2015)

      Effect of nonmagnetic substituents Mg and Zn on the phase competition in the multiferroic antiferromagnet MnWO4
      L. Meddar, M. Josse, P. Deniard, C. La, G. André, F. Damay, V. Petricek, S. Jobic, M-H Whangbo, M. Maglione, C. Payen
      Chem. Mater. 21, 5203-5214 (2009)

      Magnetic phase diagram of multiferroic MnWO4 probed by ultrasound
      V. Felea, P. Lemmens, S. Yasin, S. Zherlitsyn, K.Y. Choi, C.T. Lin, C.Payen
      J. Phys.: Condens. Matter 23, 216001 (2011)

      Increasing the phase-transition temperatures in multiferroic MnWO4 by Mo-doping
      L. Meddar, M. Josse, M. Maglione, A. Guiet, C. La, P. Deniard, S. Jobic, C. Lee, C. Tian, M-H Whangbo, C. Payen
      Chem. Mater. 24, 353-360 (2012)

      collaborations
      • Institut de Chimie de la Matière Condensée de Bordeaux (ICMCB), CNRS, Université de Bordeaux 1
      • Laboratoire Léon Brillouin, CEA-CNRS
      • Department of Chemistry, North Carolina State University, Raleigh (USA)
      • Institute for Condensed Matter Physics, TU Braunschweig, Germany

  • Compétences

    • Techniques de synthèse

      • Synthèse par voie céramique : chalcogénures (tubes scellés), oxydes
      • Sulfuration d'oxydes à haute température
      • Synthèse par chimie douce de matériaux inorganiques (oxydes) et hybrides organiques-inorganiques (polyoxométallates) : coprécipitation, voie citrate, voies hydro- et solvothermales, auto-assemblage, condensation inorganique en solution, fonctionnalisation de polyoxométallates par greffage, photodéposition à l'état solide.
      • Techniques de cristallisation : par agent de transport (chalcogénures), par diffusion lente (assemblages supramoléculaires hybrides)
       synth         synth2 

      Cliché MET d'hétérostructures
      Ag@Ag2Mo3O10 2H2O

       

      Cliché MEB d'un cristal de
      Cu2ZnSnSe4

      contact

      Martine Bujoli-Doeuff (MC), Hélène Serier-Brault (MC)

      Publications

      Novel soft-chemistry route of Ag2Mo3O10 2H2O nanowires and in situ photogeneration of a Ag@ Ag2Mo3O10 2H2O plasmonic heterostructures
      K. Hakouk, P. Deniard, L. Lajaunie, C. Guillot-Deudon, S. Harel, Z. Wang, B. Huang, H.-J. Koo, M.-H. Whangbo, S. Jobic, R. Dessapt
      Inorg. Chem 52(11), 6440 (2013)

      How does the synthesis temperature impact hybrid organic-inorganic molybdate material design?
      R. Dessapt, D. Kervern, M. Bujoli-Doeuff, P. Deniard, M. Evain, S. Jobic
      Inorg. Chem 49(26), 11309 (2010)

      p-type Nitrogen-Doped ZnO nanoparticles stable under Ambient Conditions
      B. Chavillon, L. Cario, A. Renaud, F. Tessier, F. Cheviré, M. Boujita, Y. Pellegrin, E. Blart, A. Smeigh, L. Hammarström, F. Odober, S. Jobic
      J. Am. Chem. Soc. 134(1), 464 (2012)

      Synthesis of p-type transparent LaOCuS nanoparticles via soft chemistry
      C. Doussier-Brochard, B. Chevillon, L. Cario, S. Jobic
      Inorg. Chem. 49(7), 3074 (2010)

    • Spectroscopies optiques

      • Absorption optique : spectres obtenus en transmission ou en réflexion diffusion ou spéculaire de 200 à 3300 nm.
        Quantification de la couleur des matériaux (CIE, Lab,...) ; Mesure de Bande interdite (Gap) ; Mesure de transparence ; détermination d'épaisseur et calcul d'indice sur des films minces.
      • Photoluminescence stationnaire : spectres d'émission de 300 à 1600nm et d'excitation de 200 à 700nm. Déclins de luminescence de la ms à plusieurs heures.
        Analyse de l'émissivité des matériaux ; Quantification des transferts d'énergie ; Calcul de rendement quantique.
      • Photoluminescence résolue en temps : Cartographies 3D dans le domaine UV-Vis pour des déclins de la ns à la ms.
        Analyse de l'émissivité des matériaux ; Modélisation des déclins de luminescence pour quantifier les transferts d'énergie ; L'extinction de la luminescence, Les processus d'annihilation excitonique.
       spectro1  spectro2   spectro3

      Quantum dot CdS (h.) et Matrices aluminates
      dopées terres rares (b.)

      Cartographie excitation-émission
      de Mg2TiO4

       

      Image 3D résolue en temps de
      nanocristaux de ZnO

      contact

      Florian Massuyeau (IE)

      Publications

      Temperature and size dependence of time-resolved exciton recombination in ZnO quantum dots,
      I. Musa, F. Massuyeau, L. Cario, J.L. Duvail, S. Jobic, P. Deniard, E. Faulques
      Applied Physics Letters, 99, 243107 (2011).

      Mapping emissive channels of quantum dots: Influence of size and environment on energy transfer in the time domain,
      E. Faulques, F. Massuyeau, Q. Wang,D.K. Seo, S. Jobic
      Applied Physics Letters, 97, 153111 (2010).

      New Photoresponsive Charge-Transfer Spiropyran/Polyoxometalate Assemblies with Highly Tunable Optical Properties
      K. Hakouk, O. Oms, A. Dolbecq, J. Marrot, A. Saad, P. Mialane, H. El Bekkachi, S. Jobic, P. Deniard, R. Dessapt
      J. Mater. Chem. C, 2, 1628-1641, 2014

      Kinetics of coloration in photochromic organoammonium polyoxomolybdates
      R. Dessapt, M. Collet, V. Coué, M. Bujoli-Doeuff, S. Jobic, C. Lee, M-H Whangbo
      Inorg. Chem., 48, 574-580, 2009

      Structure and white luminescence of Eu activated (Ba,Sr)13 xAl22 2xSi10+2xO66 materials
      G. Denis, P. Deniard, E. Gautron, F. Clabau, A. Garcia, S. Jobic
      Inorg. Chem., 47, 4226-4235, 2008

      CePS4 Electronic Structure and Optical Properties
      G. Gauthier, S. Jobic, F. Boucher, P. Macaudière, D. Huguenin, J. Rouxel, R. Brec
      Chem. Mater., 10, 2341-2347, 1998

    • Cristallographie

      • Analyse structurale : (RX et neutrons, poudre et monocristaux, non harmonicité des paramètres de déplacement atomique, diffusion résonnante, structure magnétique en groupe de super espace, développement de l'approche paramètres fondamentaux, analyse PDF).
      • Détermination structurale ab initio : (méthodes directes, recuit parallèle, charge flipping)
      • Analyse quantitative : (avec ou sans phase amorphe, par Rietveld ou PDF).
      • Organisation d'une formation de DRX sur poudre depuis 23 ans et formation complémentaire depuis 6 ans.
       cristallo1  cristallo2

      Iso probabilité de densité électronique
      autour du strontium dans Sr1.4Ta0.6O2.90.1

      PDF du soufre et son affinement
      à partir de données de laboratoire

      contact

      Philippe Deniard (DR)

      Publications

      Structural modulation in Sr1.4Ta0.6O2.9: non-harmonicity on ADPs during Rietveld refinement,
      P. Deniard, M. Caldes, X. Zou, N. Diot, R. Marchand, R. Brec,
      International Journal of Inorganic Materials 3, 1121, (2001).

      Determination of the crystallized fractions of a largely amorphous multiphase material by the Rietveld method,
      X. Orlhac, C. Fillet, P. Deniard, A. Dulac, R. Brec,
      J. of Applied Crystallography 34, 114, (2001).

      Structural characterization of the hollandite host lattice for the confinement of radioactive cesium: Quantification of the amorphous phase taking into account the incommensurate modulated character of the crystallized part,
      A. Leinekugel-Le-Cocq-Errien, P. Deniard, S. Jobic, E. Gautier, M. Evain, V. Aubin, F. Bart,
      Journal of Solid State Chemistry 180, 322, (2007).

      Modelling and quantification of intergrowth in γ-MnO2 by laboratory pair distribution function analysis,
      K. Galliez, P. Deniard, P.-E. Petit, D. Lambertin, F. Bart, S. Jobic,
      Journal of Applied Crystallography 47 (2014), sous presse.

      X-ray resonant single-crystal diffraction technique, a powerful tool to investigate the kesterite structure of the photovoltaic Cu2ZnSnS4 compound,
      Lafond, A., Choubrac, L., Guillot-Deudon, C., Fertey, P., Evain, M. & Jobic,
      S.. Acta Cryst. B70, (2014), sous presse.

      collaborations

      Vaclav Petricek, Institute of Physics, Academy of Science Praha, Rép. tchèque

    • Modélisation théorique

      • Modélisation des propriétés optiques : fonction diélectrique (ε = ε1 + i. ε2), spectroscopies UV-visibles, électroniques (EELS) et vibrationnelles. Etude de l'indice de réfraction et développement du concept de canal optique (pigments, absorbeurs UV, TCO, ...).
      • Modélisation des propriétés optiques et spectroscopiques (RMN) de matériaux à propriétés photo-induites (photovoltaïques, photocatalytiques...).
      • Détermination structurale en couplant expériences (DRX, RMN, EELS...) et calculs DFT.
      • Estimation théorique des paramètres de couplage magnétique (mapping analysis) pour des oxydes et chalcogénures de métaux de transitions.
      • Organisation de la conférence internationale ICAMM « International Conference on Advanced Materials Modelling » tous les 2 ans depuis 2010.
       model1 model2  model3 

      Comparaison expérience/théorie pour la partie
      imaginaire de la fonction diélectrique (ε2) de
      composés de formulation chimique
      ZnQ avec Q = O, S, Se et Te

      Identification des sites occupés par l'aluminium dans le composé (In1-xAlx)2S3 (0 ≤ x ≤ 0.185) par le couplage de la spectroscopie RMN 27Al et de la modélisation DFT

      Comparaison expérience/théorie pour les valeurs de couplage magnétique d'oxydes de cuivre(II) présentant un magnétisme de basse dimension et des interactions magnétiques frustrées

      contact

      Camille Latouche

      Publications

      On the volume-dependence of the index of refraction from the viewpoint of the complex dielectric function and the Kramers-Kronig relation.
      X. Rocquefelte, M.-H Whangbo, S. Jobic
      Journal of Physical Chemistry B 110, 2511 (2006).

      Resolving the aluminum ordering in aluminosilicates by a combined experimental/theoretical study of 27Al electric field gradients.
      X. Rocquefelte, F. Clabau, M. Paris, P. Deniard, T. Le Mercier, S. Jobic, M.H. Whangbo
      Inorganic Chemistry 46, 5456 (2007).

      Crystal Chemistry and Electronic Structures of the Photovoltaic Buffer Layer, (In1-xAlx)2S3.
      A. Lafond, X. Rocquefelte, M. Paris, C. Guillot-Deudon and V. Jouenne
      Chemistry of Materials 23, 5268 (2011).

      Theoretical Investigation of the Magnetic Exchange Interactions in Copper (II) Oxides under Chemical and Physical Pressures
      X. Rocquefelte, K. Schwarz, P. Blaha
      Scientific reports, 2, 759 (2012)

      Room-temperature spin-spiral multiferroicity in high-pressure cupric oxide.
      X. Rocquefelte, K. Schwarz, P. Blaha, S. Kumar, J. van den Brink
      Nature Communications 4, 2511 (2013).

      Collaborations
      • Peter Blaha et Karlheinz Schwarz, TU Vienna, Institute of Materials Chemistry, Getreidemarkt 9/165-TC, A-1060 Vienna
      • Mike Whangbo, Department of Chemistry, North Carolina State University, Raleigh (USA)
      • Robert Laskowski, Institute of High Performance Computing, A*STAR, Singapore
      • Jeroen van den Brink, Institute for Theoretical Solid State Physics, IFW Dresden

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